FEV1/FEV6截断值在阻塞性通气功能障碍中的诊断价值

邓灿金 杨海玲 吴文斌 陈妙霞 李卫东广东药科大学护理学院（广州50006）；中山大学附属第三医院呼吸与危重症医学科，护理部（广州5060）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是导致全球死亡的重要原因，世界卫生组织预测到2030年它将成为第三大死亡原因，给医疗保健带来沉重的经济负担［1］。GOLD推荐的COPD诊断标准仍然是使用支气管扩张剂后固定比率FEV1/FVC＜70%［2］。遗憾的是仪器昂贵、操作复杂且不方便、对操作人员高要求使中国的大多数医疗诊所中并不具备肺功能检查相关仪器，导致肺功能检查一直是COPD诊断、筛查的障碍，尤其是偏远地区。ZHONG等［3］研究显示：在中国只有6.5%的COPD患者做过肺功能检查。赵海金等［4］认为推广肺功能检查，提高基层医院对慢阻肺诊断水平。目前在医院外使用手持式肺量测定装置，例如 COPD-6［5］、D-PNEU［6］、PiKo-6［7］，通过测定FEV1/FEV6来诊断、筛查慢性阻塞性肺疾病。CHUNG等［8］研究者使用ROC曲线分析诊断慢性阻塞性肺疾病FEV1/FEV6截断值，由于截断值会受身高、体质量、年龄与种族方面的影响，其他国家地区的截断值并不适用于我国人群，因此探究中国人群FEV1/FEV6截断值具有重要意义。本研究目的是探讨用于诊断气道阻塞的FEV1/FEV6截断值，用FEV1/FEV6替代FEV1/FVC诊断气道阻塞，扩大气道阻塞患者的筛查范围。

1 资料和方法

1.1 一般资料研究对象包括2016年1月至2019年7月在本院行肺功能检查的患者，患者报告共有12 486份，选取符合质控且呼气超过6 s的患者报告共1 112份。

1.2 方法本研究的肺功能数据均来源于意大利科时迈（QUARK PFT 4肺功能仪），每天在测定前均使用3升校正桶对仪器进行校正。检查质量控制严格按照中华医学会呼吸病学分会肺功能专业组制定的肺功能检查指南（第二部分）执行［9］。收集患者的一般资料包括年龄、性别、身高、体质量、BMI和肺通气功能相关指标，包括FEV1、FEV1%、FVC、FVC%、FEV6、FEV1/FVC、FEV1/FEV6。

1.2.1 分组根据GOLD指南定义FEV1/FVC＜70%为气道阻塞的诊断标准［2］，将1 112份分为三组：阻塞组：FEV1/FVC＜70%且FVC＞80%；正常组：FEV1/FVC≥70%且FVC≥80%；限制组：FEV1/FVC≥70%且FVC＜80%。

1.3 统计学分析用SPSS 20.0统计软件分析数据。使用频数（%）描述分类变量，使用χ2检验统计方法分析，不满足χ2检验应用条件的使用Fisher′s检验。计数资料以（）描述。以FEV1/FVC＜70%为“金标准”诊断气道阻塞，绘制ROC曲线确定FEV1/FEV6截断值，计算FEV1/FEV6敏感度（Sensitivity）、特异度（Specificity）、阳性预测值（positive predicted value，PPV）和阴性预测值（negative predictedvalue，NPV）。当P＜0.05，认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料及肺功能指标本研究共收集了1 112份患者报告，其中574例（51.6%）男性，平均年龄：（58±15.21）岁；538例（48.4%）女性，平均年龄：（48.24±15.64）岁。共309例（27.8%）患者患有阻塞性肺疾病。相对女性（10%）而言，男性（54%）的气道阻塞发病率更高（表1）。

表1 基线特征Tab.1 Baseline characteristics ±s

表1 基线特征Tab.1 Baseline characteristics ±s

注：计数资料数据以频数（%）体现，计量资料以±s体现。FEV1（第1秒用力呼气容积）；FEV6（第6秒用力呼气容积）；FVC（用力肺活量）；BMI（体质量指数）

例数（%）年龄（岁）身高（cm）体质量（kg）BMI（kg/m2）肺功能指标FEV1（L）FEV1（%，pre）FVC（L）FVC（%，pre）FEV1/FVC（%）FEV6（L）FEV1/FEV6（%）分组正常组限制组阻塞组男性574（51.6）58.00±15.21 167.06±6.24 65.46±11.12 23.38±3.27女性538（48.4）48.24±15.64 156.47±5.75 56.04±8.36 22.91±3.39合计1 112（100）53.28±16.17 161.93±8.00 60.90±10.94 23.15±3.33 2.49±0.815 82.08±18.28 3.55±0.88 93.82±14.46 69.63±12.11 3.48±0.88 70.95±11.81 2.22±0.57 94.17±16.38 2.71±0.64 97.17±14.22 81.89±9.10 2.65±0.64 83.92±9.45 2.36±0.72 87.93±18.40 3.15±0.88 95.44±14.44 75.56±12.38 3.08±0.88 77.23±12.54 274（47.7）45（7.8）255（44.4）444（82.5）40（7.4）54（10）718（64.6）85（7.6）309（27.8）

2.2 绘制ROC曲线根据FEV1/FVC＜70%诊断气道阻塞绘制ROC曲线确定FEV1/FEV6的最佳截断值。ROC曲线面积（AUC）：0.996（95%CI：0.989～1.000），以灵敏度和特异度总和最大确定FEV1/FEV6最佳截断值（见图1）。

图1 FEV1/FEV6诊断气道阻塞ROC曲线Fig.1 FEV1/FEV6diagnostic airway obstruction ROC curve

2.3 FEV1/FEV6各截断值敏感度与特异度为进一步分析不同截断值判别功能，根据ROC曲线的统计结果敏感度与特异度之和最大的四个数值在阳性预测值、阴性预测值、约登指数、准确性、一致性检验结果进行比计较（见表2）。当选择FEV1/FEV6＜70%为截断值，灵敏度：94.8%；特异度：100.0%。当选择FEV1/FEV6＜73%为截断值，敏感度：99.4%；特异度：93.2%。当使用FEV1/FEV6＜71%作为FEV1/FVC的诊断值时，敏感度：96.4%；特异度：99.5%；阳性预测值：98.6%；阴性预测值：98.7%；约登指数：95.9%，所以截断值FEV1/FEV6＜71%能有效的作为FEV1/FVC＜70%的替代值。在诊断错误方面，当使用固定截断值FEV1/FEV6＜71%时，假阳性病例数为4（0.5%），假阴性病例为11（3.6%）（表3）。假阳性病例与假阴性病例分布情况（表4）

表2 FEV1/FEV6预测FEV1/FVC＜70%各截断值敏感度与特异性Tab.2 FEV1/FEV6predicts the sensitivity and specificity of each cutoff value of FEV1/FVC＜70%

表3 比较FEV1/FEV6与FEV1/FVC诊断气道阻塞Tab.3 Comparison of FEV1/FEV6and FEV1/FVC for diagnosis of airway obstruction 例（%）

3 讨论

慢性阻塞性肺疾病主要是由气道慢性炎症导致的气流不可逆的受限，伴随咳嗽、咳痰、呼吸困难等症状，老年COPD急性加重期（acute exacerbation COPD，AECOPD）患者常合并脑梗，且患者死亡风险较高［10］。非侵入性的肺功能检查一直被广泛的应用于筛查、诊断气道阻塞。GOLD指南推荐吸入支气管舒张剂后FEV1/FVC＜70%诊断为慢性阻塞性肺疾病［2］，然而完成FVC动作要求较高，需要较长的用力呼气时间才能达到美国胸科学会/欧洲呼吸协会（ATS/ERS）的标准［11］，较好完成FVC动作的患者不到60%［12］；另外，较长的呼气时间还会导致患者呼吸困难，难以继续配合检查，甚至出现晕厥的危险；随着年龄的增长FEV1比FVC下降得更快［13］，在老年人群中使用FEV1/FVC作为诊断标准很可能造成气道阻塞的过度诊断［14］。

表4 比较FEV1/FEV6与FEV1/FVC诊断正常、限制通气、气道阻塞Tab.4 Comparison of FEV1/FEV6and FEV1/FVC diagnosis，restricted ventilation airway obstruction 例（%）

《2000年美国国家肺部健康教育规划》建议使用FEV1/FEV6作为气道阻塞的诊断指标，很多研究也已经证明在诊断气道阻塞过程中，FEV1/FEV6有着较好的敏感度与特异度，是可以作为FEV1/FVC的可靠替代指标的［15］，在老年男性人群中也适用［16］。FEV1/FVC的正常值下限（lower limit of normal，LLN）是诊断气道阻塞最准确的一个指标，但是很多国家都没有建立当地人群的FEV1/FVC的LLN参考等式，所以本研究是探讨FEV1/FEV6的固定截断值在诊断气道阻塞的临床价值。关于FEV1/FEV6固定截断值的设定没有达成共识，JING等［17］研究确定FEV1/FEV6＜70%为截断值［17-18］，CHUNG 等［8］研究结果取截断值 FEV1/FEV6＜75%［8，19］。本研究以FEV1/FVC＜70%为“金标准”绘制ROC曲线，曲线面积（AUC）：0.996，具有较高的准确性（当AUC＞0.5时，AUC越接近1，说明诊断效果越好，在0.9以上时有较高的准确性）。以约登指数最大确定最佳截断值，确定FEV1/FEV6＜71%为最佳截断值诊断气道阻塞，这与先前研究结果一致［20-21］，其灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、准确性均比其他截断值的相应指标好，分别是96.4%、99.5%、98.6%、98.7%、98.7%。普遍来说欧洲研究结果范围较大（73%～75%），国内研究结果相对较小（71%～72%），这种差异可能跟研究人群年龄、性别、种族和身高有关［22-23］，所以在使用该截断值时应综合考虑以上因素。以FEV1/FVC＜70%、FEV1/FEV6＜71%为截断值时，阻塞性肺疾病的发病率分别为：27.79%、27.16%，与LLORDES和THORN研究结果 26%［24］、25%［25］相似，比其他调查研究结果20岁以上人群慢性阻塞性肺疾病患病率为8.2%［26］，40岁以上人群患病率达13.6%［27-28］大，这可能是因为样本的来源不同。本研究数据来自门诊以及住院患者，且男性气道阻塞发病率达22.9%，这可能是男性人群中吸烟人数占的比例较大的原因。

FEV1/FEV6＜71%有着较高的准确性（98.7%），然而小概率的错误诊断也会存在，假阳性、假阴性发生率分别为0.5%、3.6%（表3），与其他研究结果相近［29］，假阳性发生在正常组，假阴性发生在阻塞组，在限制组中没出现错误诊断的病例（表4），这可能跟该研究中限制组（85）数据较少有关，限制组患者6 s内吹气流速够快使FEV1/FEV6很大可能的大于71%。相对于误诊，漏诊发生的概率会更大，而且更多的会发生在轻度阻塞与中度阻塞人群中，这与FRITH等［7］的研究结果一致，有可能是轻、中度阻塞患者第一秒内呼气速度快，在第一秒末与第六秒末之间吹气速度变缓有关，导致第一秒呼气容积与第六秒呼气容积的比值增大超过75%可能性比较大。另外，轻、中度阻塞患者人群占大多数，重度的占少数，应该对早期气道阻塞患者进行主动筛查，以便尽早的进行疾病管理。FEV1/FEV6固定值诊断气道阻塞未能充分体现肺功能参数与年龄、身高等因素的相关性，由此通过包含身高、体质量的回归方程算的LLN代替固定比率的理念得以提出。目前虽然有较多的正常值下限回归方程，但是大部分是以欧美人群为样本统计算的，并不适用于我国人群。我国研究者也致力研究适合我国人群的正常值回归方程，但是这些研究因为是小样本、有限的年龄范围与区域，回归方程并没有在我国广泛地被使用。JIAN等［30］于2017年更新了基于全国6大行政区域的肺量计正常预计值及其LLN，遗憾的是缺乏了对FEV6的LLN的更新。进行大样本的统计分析得到适合FEV1/FEV6的LLN参考方程对于准确诊断气道阻塞、扩大气道阻塞筛查范围具有重要意义。

本研究局限：（1）没有使用FEV1/FVC的LLN与FEV1/FEV6＜71%做比较，因为全国没有统一的FEV1/FVC的LLN，流动人口比较多，华南地区的参考等式也不适合用于本研究；（2）FEV1/FEV6＜71%应该放在手持式肺功能诊断仪器使用验证，不应局限于医院科室大型的肺功能仪器；（3）数据只来源于一家医院，得出的数据并不能代表全国人群，所以需要多中心、大样本数据研究一个适合我国人群的FEV1/FEV6截断值。

本研究得出结论，FEV1/FEV6能有效替代FEV1/FVC诊断气道阻塞，以FEV1/FVC＜70%为诊断气道阻塞金标准，FEV1/FEV6＜71%为诊断气道阻塞的最佳截断值。